JP2721410B2 - Low loss Mn-Zn ferrite - Google Patents
Low loss Mn-Zn ferriteInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、スイッチング電源用トランス等の用途に
供して好適な低損失Mn−Zn系フェライトに関するもので
ある。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a low-loss Mn-Zn ferrite suitable for use in a transformer for a switching power supply and the like.
（従来の技術） 従来、スイッチング電源用トランスは、スイッチング
周波数:100kHz程度で使用されることが多かったが、最
近、電源の高性能化、小型化のために、高周波数化さら
にはそれに伴うコアの一層の低損失化が望まれている。(Prior art) Conventionally, switching power supply transformers have often been used at a switching frequency of about 100 kHz. It is desired to further reduce the loss.
このような観点から、かかるトランス材として使用さ
れるMn−Znフェライトについても、電磁特性改善のため
に種々の微量成分の添加が試みられている。たとえば特
開昭61−101458号公報にはCaOとSiO2との複合添加が、
また特開昭58−15037号公報には酸化ニオブの添加がそ
れぞれ提案されている。From such a viewpoint, attempts have been made to add various trace components to Mn-Zn ferrite used as the transformer material in order to improve the electromagnetic characteristics. For example, in JP-A-61-101458 are added in combination with CaO and SiO 2,
JP-A-58-15037 proposes the addition of niobium oxide.
（発明が解決しようとする課題） しかしながらCaOやSiO2を添加すると結晶粒が異常成
長を起す場合があり、磁気特性劣化の原因となってい
た。(Problems to be Solved by the Invention) However, when CaO or SiO 2 is added, crystal grains may be abnormally grown, which causes deterioration of magnetic properties.
すなわち異常成長した結晶粒内には多くの空孔が残留
するため、この空孔に起因して透磁率や鉄損などの低下
を招いていたのである。That is, since many holes remain in the abnormally grown crystal grains, the holes cause a decrease in magnetic permeability, iron loss, and the like.
この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、10
0kHz以上の高周波スイッチング電源用トランスとして使
用した場合においても、損失を十分低く抑制して、その
高性能化、小型化を実現できる低損失Mn−Zn系フェライ
トを提案することを目的とする。The present invention advantageously solves the above-mentioned problems.
It is an object of the present invention to propose a low-loss Mn-Zn ferrite capable of realizing high performance and miniaturization by suppressing the loss sufficiently even when used as a transformer for a high-frequency switching power supply of 0 kHz or more.
（課題を解決するための手段） すなわちこの発明は、 Fe2O3:52〜54mol％、 MnO :33〜37mol％および ZnO :8〜13mol％ を基本成分とし、この基本成分に SiO2:0.008〜0.030wt％、 CaO :0.02〜0.15wt％ と、 酸化ニオブ:0.01〜0.08wt％、 酸化タングステン及び／又は酸化モリブデン:0.02〜0.2
0wt％ とを添加配合してなる低損失Mn−Zn系フェライトであ
る。(Means for Solving the Problems) That is, the present invention comprises Fe 2 O 3 : 52 to 54 mol%, MnO: 33 to 37 mol% and ZnO: 8 to 13 mol% as basic components, and SiO 2 : 0.008 0.030 wt%, CaO: 0.02 to 0.15 wt%, niobium oxide: 0.01 to 0.08 wt%, tungsten oxide and / or molybdenum oxide: 0.02 to 0.2
0% by weight of a low-loss Mn-Zn ferrite.
（作 用） まずこの発明において、基本成分の配合割合を上記の
範囲に限定した理由について説明する。(Operation) First, the reason why the blending ratio of the basic component is limited to the above range in the present invention will be described.
Fe2O3:52〜54mol％、MnO:33〜37mol％、 ZnO:8〜13mol％ スイッチング電源用トランスの動作温度は、通常60〜
70℃であり、従ってこの温度範囲で鉄損が低く、かつ室
温から動作温度を超える80〜120℃程度の温度域まで鉄
損が負の温度依存性をもつことが望ましい。この観点か
らFe2O3,MnO,ZnOの配合割合を検討した結果、上記の範
囲が得られたのである。Fe 2 O 3 : 52 to 54 mol%, MnO: 33 to 37 mol%, ZnO: 8 to 13 mol% The operating temperature of the switching power supply transformer is usually 60 to
Therefore, it is desirable that the iron loss is low in this temperature range, and that the iron loss has a negative temperature dependency from room temperature to a temperature range of about 80 to 120 ° C. exceeding the operating temperature. From this viewpoint, the mixing ratio of Fe 2 O 3 , MnO, and ZnO was examined, and as a result, the above range was obtained.
なおFe2O3原料としては、Fe2O3だけでなく、FeOやFe3
O4、さらには焼成によりFe2O3に変わることのできる化
合物、例えば水酸化鉄、しゅう酸化鉄などを使用するこ
とができる。またMnO原料としては、MnOのみならず、Mn
O2,Mn3O4さらには焼成によりMnOに変わることのできる
化合物、例えば炭酸マンガン、しゅう酸マンガンなどを
使用することができる。さらにZnO原料としては、ZnOの
みに限らず、焼成によりZnOに変わることのできる化合
物、例えば炭酸亜鉛、しゅう酸亜鉛などを使用すること
ができる。The Fe 2 O 3 raw material includes not only Fe 2 O 3 but also FeO and Fe 3
O 4 , or a compound that can be converted to Fe 2 O 3 by firing, such as iron hydroxide and oxalate, can be used. In addition, MnO raw materials include not only MnO but also MnO.
O 2 , Mn 3 O 4, and compounds that can be converted to MnO by firing, such as manganese carbonate and manganese oxalate, can be used. Further, as the ZnO raw material, not only ZnO but also a compound that can be converted to ZnO by firing, for example, zinc carbonate, zinc oxalate and the like can be used.
SiO2:0.008〜0.030wt％ SiO2は、CaOとの共存によって粒界の比抵抗を高め、
渦電流損の低減に有効に寄与するが、含有量が0.008wt
％に満たないとその添加効果に乏しく、一方0.03wt％を
超えると焼成時に異常粒成長が起り易く特性が不安定に
なるので、0.008〜0.030wt％の範囲に限定した。SiO 2 : 0.008 to 0.030 wt% SiO 2 increases the specific resistance of the grain boundary by coexistence with CaO,
Effectively reduces eddy current loss, but content is 0.008wt
%, The effect of addition is poor. On the other hand, if it exceeds 0.03% by weight, abnormal grain growth tends to occur during firing and the characteristics become unstable, so the range is limited to the range of 0.008 to 0.030% by weight.
CaO:0.02〜0.15wt％ CaOは、粒界抵抗を高めると共に、結晶粒を微細化し
て低鉄損をもたらす有用成分であるが、含有量が0.02wt
％に満たないと粒界抵抗の向上効果に乏しく、一方0.15
wt％を超えると、密度を高くするために高温で焼結した
場合に異常粒成長を起こし易くなるので、0.02〜0.15wt
％の範囲で添加するものとした。CaO: 0.02-0.15wt% CaO is a useful component that enhances grain boundary resistance and refines crystal grains to reduce iron loss.
%, The effect of improving the grain boundary resistance is poor, while 0.15%
If it exceeds wt%, abnormal grain growth is likely to occur when sintering at a high temperature to increase the density.
%.
酸化ニオブ:0.01〜0.08wt％ 酸化ニオブ（主にNb2O5）の添加によって鉄損特性が
改善される理由は明らかでないが、SiO2、CaOとの複合
添加によって粒界の高抵抗相を変質させ、比抵抗を増加
させると共に、異質の相が粒界に存在することによる磁
気的な悪影響を緩和する働きがあるためと考えられる。
しかしながら含有量が0.01wt％に満たないとその添加効
果に乏しく、一方0.08wt％を超えて含有されると焼成時
に異常粒成長を起こし易くなるので、0.01〜0.08wt％の
範囲で添加するものとした。Niobium oxide: The reason why the iron loss characteristic is improved by the addition of 0.01～0.08Wt% niobium oxide (mainly Nb 2 O 5) is not clear, the grain boundary high resistance phase by combined addition with SiO 2, CaO This is considered to be due to the fact that they have the function of altering and increasing the specific resistance, and of reducing the adverse magnetic effects caused by the presence of foreign phases at grain boundaries.
However, if the content is less than 0.01 wt%, the effect of the addition is poor. On the other hand, if the content exceeds 0.08 wt%, abnormal grain growth tends to occur during firing, so that the content is added in the range of 0.01 to 0.08 wt%. And
酸化タングステン及び／又は酸化モリブデン:0.02〜0.2
0wt％ 酸化タングステン（主にWO3）及び／又は酸化モリブ
デン（主にMoO3）を、SiO2,CaOおよびNb2O5などと複合
して添加することによって、一層鉄損が改善される。そ
の理由は明確でないが、上述した酸化ニオブと同様な効
果によるものと考えられる。これらの元素は各々単独で
も両者同時に添加してもよいが、0.02wt％未満の添加効
果に乏しく、一方0.2wt％を超えて多量に添加するとか
えって磁気特性は劣化するので、これらの成分は単独使
用、併用いずれの場合においても、0.02〜0.20wt％の範
囲で添加するものとした。Tungsten oxide and / or molybdenum oxide: 0.02 to 0.2
By adding 0 wt% tungsten oxide (mainly WO 3 ) and / or molybdenum oxide (mainly MoO 3 ) in combination with SiO 2 , CaO and Nb 2 O 5 , iron loss is further improved. Although the reason is not clear, it is considered to be due to the same effect as that of niobium oxide described above. Each of these elements may be added alone or at the same time, but the effect of adding less than 0.02% by weight is poor. On the other hand, when added in a large amount exceeding 0.2% by weight, the magnetic properties are rather deteriorated. In either case of use or combined use, it was added in the range of 0.02 to 0.20 wt%.
（実施例） Fe2O:52.7mol％,MnO:34.5mol％およびZnO:12.8mol％か
らなる基本組成の原料を混合したのち、大気中にて900
℃、３時間仮焼した。この仮焼粉に対し、表１に示す割
合でSiO2,CaO,Nb2O5,WO3およびMoO3を添加配合し、同時
に湿式ボールミルで粉砕、混合した。ついで粉砕粉にバ
インダーとしてPVAを添加し、造粒した後、外径36mm、
内径24mm、高さ12mmのリング状に成形したのち、酸素濃
度を制御した雰囲気中で1320℃、３時間の焼成を行っ
た。(Example) After mixing raw materials having a basic composition of 52.7 mol% of Fe 2 O, 34.5 mol% of MnO and 12.8 mol% of ZnO, 900 were mixed in the air.
Calcination was performed for 3 hours. The calcined powder was mixed with SiO 2 , CaO, Nb 2 O 5 , WO 3 and MoO 3 at the ratios shown in Table 1, and simultaneously pulverized and mixed by a wet ball mill. Then, PVA was added as a binder to the pulverized powder, and after granulation, the outer diameter was 36 mm,
After being formed into a ring shape having an inner diameter of 24 mm and a height of 12 mm, firing was performed at 1320 ° C. for 3 hours in an atmosphere in which the oxygen concentration was controlled.
かくして得られた焼結コアの、周波数:100kHz,最大磁
束密度:0.2T,温度:80℃における鉄損値を交流BHループ
トレーサーにて測定した結果を表１に併記する。Table 1 also shows the results of measuring the iron loss value of the thus obtained sintered core at a frequency of 100 kHz, a maximum magnetic flux density of 0.2 T and a temperature of 80 ° C. using an AC BH loop tracer.
表１から明らかなように、この発明に従い副成分とし
てSiO2,CaO,Nb2O5ならびにWO3及び／又はMoO3を複合添
加したものは、優れた低鉄損値が得られている。 As is evident from Table 1, according to the present invention, those obtained by adding SiO 2 , CaO, Nb 2 O 5, WO 3 and / or MoO 3 as subcomponents have excellent low iron loss values.
これに対し、この発明の適正範囲を外れたもの（比較
例）はいずれも、鉄損の改善効果は少なく、甚だしい場
合には異常粒成長によって鉄損特性は大幅に劣化してい
る。On the other hand, in all of the examples outside the proper range of the present invention (comparative examples), the effect of improving iron loss is small, and in severe cases, the iron loss characteristics are significantly deteriorated due to abnormal grain growth.
（発明の効果） かくしてこの発明によれば、スイッチング周波数が10
0kHz以上の高周波電源用トランスとして用いた場合であ
っても損失が極めて小さいMn−Zn系ソフトフェライトを
得ることができる。(Effect of the Invention) Thus, according to the present invention, the switching frequency is 10
Even when used as a transformer for a high-frequency power supply of 0 kHz or more, it is possible to obtain a Mn-Zn soft ferrite with extremely small loss.
Claims (1)
0wt％ とを添加配合してなる低損失Mn−Zn系フェライト。(1) Fe 2 O 3 : 52 to 54 mol%, MnO: 33 to 37 mol% and ZnO: 8 to 13 mol% as basic components, and SiO 2 : 0.008 to 0.030 wt%, CaO: 0.02 to 0.15 wt% and niobium oxide: 0.01 to 0.08 wt%, tungsten oxide and / or molybdenum oxide: 0.02 to 0.2
Low loss Mn-Zn based ferrite with 0 wt% added.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1301880A JP2721410B2 (en) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | Low loss Mn-Zn ferrite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1301880A JP2721410B2 (en) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | Low loss Mn-Zn ferrite |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03163803A JPH03163803A (en) | 1991-07-15 |
| JP2721410B2 true JP2721410B2 (en) | 1998-03-04 |
Family
ID=17902254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1301880A Expired - Fee Related JP2721410B2 (en) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | Low loss Mn-Zn ferrite |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2721410B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5560436B2 (en) * | 2010-02-05 | 2014-07-30 | Ｊｆｅケミカル株式会社 | MnZnNi ferrite |
-
1989
- 1989-11-22 JP JP1301880A patent/JP2721410B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03163803A (en) | 1991-07-15 |
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